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当包装防伪中数字水印技术的应用研究二

发布时间:2021-09-10 11:14:58 阅读: 来源:连接器厂家

包装防伪中数字水印技术的应用研究二

1,2包装防伪工业的要求

1.2.1 印刷工艺对图像处理的特殊性

1) 处理对象。印刷行业对图像处理有许多特殊性,印前处理面对的是大量的彩色图文信息,同时还要考虑印刷工艺所能复制的图像层次及密度范围,并要求图像处理过程中层次与色彩的损失尽可能小。

2) 表现方法。显示器是采用’一对一’的映射方式显示图像,每个发光点可取代与像素值相应的数字,图像的像素与显示器的显示点呈现“一一对应”关系。而印刷机(包括数字印刷机和不同类型的打印机)是典型的单值设备,在一个固定位置(像素点)上只能以“有”或“无”2种状态存在。

这种以大小不同的印刷点来模拟连续调原稿的印刷方式,从微观角度看,图像是不连续的,而且印刷图像中的每个点又需要用一系列按某一规则排列的、更小的像素组成,即数字图像中的1个像素需要用有限个设备像素来组成。因此,为了忠实再现原稿,印刷数字图像需要具有较高的分辨率。

1,2.2 扫描、打印过程对隐藏信息的影响

1) 扫描过程的图文失真。目前市场上的扫描仪都不同程度地存在一些缺陷,如扫描后整体反差失真、偏色、有龟纹、聚焦不准等。此外,扫描仪的质量还取决于扫描仪中传感器的性能、A/D转换器与传感器对输出电压的采样能力及扫描分辨率,这些因素对翰出图像的质量都有很大的影响:扫描仪分辨率决定扫描仪在每英寸图像上的采样点数,对给定的一幅图像,扫描分辨率应适当,分辨率过低会导致图像细节丢失,而且可能使扫描输入的图像出现混叠和麻点;过高的分辨率不但对输出图像帮助不大,反而会使图像的像素成几何级数增加。从扫描的整个过程看,除了仪器的质量因素外,人为因素也很重要,如图像原稿在扫描平板上的放置位置有偏斜,则经扫描得到的图像就相当于经过了旋转、缩放和剪切(或平移)这一系列几何变换,成为含有扫描噪声的失真版本,会破坏数字水印的效果。因此,不当的图像扫描对信息隐藏是很不利的。

2) 打印过程的图像失真。数字图像可由激光打印机或喷墨打印机输出。激光打印机属于点阵打印机,加方法多为抖动法,利用图像具有的纹理、局部纹理和像素灰度值具有相近性,而人眼视觉系统又具有空间低通性的特点,通过计算形成点,用一组打印点代表相同个数的一组像素,并通过这组打印点表现这些像素的整体灰度效果。但抖动法输出的图像庄局部细节上往往有一定初实验力F0(N)的失真,在图像上偶尔会出现高频抖动的纹理。另一方面,由点形状、激光束的形式,纸张的表面特性,如光滑度等因素造成的点变化(增大与减小)也常会导致输出图文变得模糊。

3) 隐含印刷图文信息的基本技术。为了隐含信息,必须解决图像扫描前后信息的丢失问题,即如何控制同比降落25.1%;毛利率由24.5%减少至约15.5%;扫描和打印操作中的各种因素。其中的人为因素,如扫描分辨率的选择、仪器的配置等,只要操作认真,即可以避免出现问题。而对于非人为因素,如D/A过程中数字图像的目调处理等,就必须进行算法设计。算法设计是根据水印的不可感知性、可靠性和鲁棒性这3个要求进行的。任何一种算法都不可能抵抗各种攻界面的反应更加突出击,只能对其中一种或几种攻击鲁棒性较强,这是由并把它转移到适合的衬底上数字水印的特性决定的。因为水印的鲁棒性和不可见性本身就是一对矛盾,鲁棒性要求加入的信息量和信息强度大,然而,如果加入的信息量过大又势必影响水印的不可见性,因此只能取一个折中。针对包装印刷品防伪问题的特殊性,可以采取2种办法来提高算法的鲁棒性。

办法一:图像的色彩空间转换。众所周知,显示器、扫描仪所采用的是加色三原色RGB色彩空间,而印刷及打印成像采用的是减色三原色CMY(CMYK)色彩空间,这就造成了不同彩色设备的成色原理不同。如果直接进行A/D或D/A转换肯定会丢失大量信息。因此,在进行A/D或D/A转换前必须先进行色彩空间转换。目前常用的色彩空间中,有计算机图形学中的色彩空间RGB、CMY、HIS(HIS、HSB)等,还有视频色彩空间YUV、YIO、YCrCb、CIELuv等,其中只有基于CIE的色彩空间是独立于设备的。由于CIEIzb色彩模式与YUV色彩空间类似,且均是用亮度和色差来描述色彩成分,因此它是目前惟一既能直观感觉,又能用于参数描述的色彩空间,可以客观准确地描述、传递、管理与复制色彩。

办法二:建立视觉门限模型。利用小波的优良性能——能够较好地匹配HVS的特性,建立视觉门限模型,定义视觉掩盖函数,在图像的数字水印实施过程中,使得每个小波系数所加的幅值不超过此系数所能掩盖的失真。在嵌入水印以前,首先利用二维离散小波变换将宿主图像进行小波分解,得到不同空间不同频率的子带图像,即对宿主图像进行4级小波分解,得到分别代表{氐频子带和水平、垂直、对角方向的高频子带图像I上、HL、LH、HH。而水印的嵌入点则结合人类视觉系统(HVS)的照度掩蔽特性和纹理掩蔽特性进行恰当选择。(待续)

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